TIME_WAIT与SO_LINGER

TIME_WAIT

主动关闭方在收到被动关闭方的FIN包后并返回ACK后，会进入TIME_WAIT状态，TIME_WAIT状态又称2MSL状态，每个TCP连接都必须有一个最大报文段生存时间MSL，在网络传输中超过这个时间的报文段将被丢弃。当TCP连接发起一个主动关闭，并发出最后一个ACK时，必须在TIME_WAIT状态停留两倍MSL时间，在2MSL等待期间，定义这个连接的插口(客户端IP地址和端口号，服务器IP地址和端口号的四元组)将不能再被使用。

主动发起关闭连接的一方，才会有 TIME-WAIT 状态。 需要TIME-WAIT状态，主要是两个原因：

• 防止历史连接中的数据，被后面相同四元组的连接错误的接收；

• 保证「被动关闭连接」的一方，能被正确的关闭；

序列号，是 TCP 一个头部字段，标识了 TCP 发送端到 TCP 接收端的数据流的一个字节，因为 TCP 是面向字节流的可靠协议，为了保证消息的顺序性和可靠性，TCP 为每个传输方向上的每个字节都赋予了一个编号，以便于传输成功后确认、丢失后重传以及在接收端保证不会乱序。序列号是一个 32 位的无符号数，因此在到达 4G 之后再循环回到 0。

初始序列号，在 TCP 建立连接的时候，客户端和服务端都会各自生成一个初始序列号，它是基于时钟生成的一个随机数，来保证每个连接都拥有不同的初始序列号。初始化序列号可被视为一个 32 位的计数器，该计数器的数值每 4 微秒加 1，循环一次需要 4.55 小时。

序列号和初始化序列号并不是无限递增的，会发生回绕为初始值的情况，这意味着无法根据序列号来判断新老数据。

tcp协议头中有seq和ack_seq两个字段，分别代表序列号和确认号。tcp协议通过序列号标识发送的报文段。seq的类型是__u32，当超过__u32的最大值时，会回绕到0。

一个tcp流的初始序列号（ISN）并不是从0开始的，而是采用一定的随机算法产生的，因此ISN可能很大（比如(2^32-10)），因此同一个tcp流的seq号可能会回绕到0。而我们tcp对于丢包和乱序等问题的判断都是依赖于序列号大小比较的。此时就出现了所谓的tcp序列号回绕（sequence wraparound）问题。

1. TCP 设计了 TIME_WAIT 状态，状态会持续 2MSL 时长，这个时间足以让两个方向上的数据包都被丢弃，使得原来连接的数据包在网络中都自然消失，再出现的数据包一定都是新建立连接所产生的。

2. 是等待足够的时间以确保最后的 ACK 能让被动关闭方接收，从而帮助其正常关闭。

TIME-WAIT状态过多危害

• 第一是占用系统资源，比如文件描述符、内存资源、CPU 资源、线程资源等；
• 第二是占用端口资源，端口资源也是有限的，一般可以开启的端口为 32768～61000，也可以通过 net.ipv4.ip_local_port_range参数指定范围。

出现过多的原因

• HTTP 没有使用长连接

• HTTP 长连接超时

• HTTP 长连接的请求数量达到上限

SO_LINGER

SO_LINGER选项的作用是等待发送缓冲区中的数据发送完成，但是并不保证发送缓冲区中的数据一定被对端接收（对端宕机或线路问题），只是说会等待一段时间让这个过程完成。

struct linger {
    int l_onoff; //0=off, nonzero=on(开关)
    int l_linger; //linger time(延迟时间)
}

Re:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/99943313

https://blog.csdn.net/xiaokaige198747/article/details/75389113

https://blog.csdn.net/songchuwang1868/article/details/90369445

https://xiaolincoding.com/network/3_tcp/tcp_interview.html#为什么需要-time-wait-状态

https://www.cnblogs.com/kex1n/p/7401042.html